Innymi słowy – wystarczy jedynie fotka nieba. Do poprawnej identyfikacji nie potrzebujemy ani wstępnych informacji o położeniu teleskopu, ani np. parametrów użytej optyki. Nie mówimy tu rówież o narzędziu, które do poprawnego działania potrzebuje jakości właściwej choćby teleskopowi Webba. Apka radzi sobie bez problemu z robionymi „z ręki” zdjęciami ze smartfona.
Co to jest Skyshot Solver?
Skyshot Solver to aplikacja dostępna przez przeglądarkę internetową, która wykorzystuje tzw. astrometrię pozycyjną (ang. plate solving) – w praktyce oznacza to działanie polegające na dopasowywaniu układu gwiazd widocznych na fotografii do katalogu astronomicznego. Dzięki temu można ustalić, w którą część nieba skierowano aparat lub teleskop, nawet jeśli nie mamy żadnych innych danych związanych z fotografią.
Narzędzie obsługuje obrazy w formatach FITS, JPEG, PNG i TIFF, a jego twórca deklaruje, że zaprojektował je z myślą o szerokim zakresie zastosowań: od zdjęć wykonywanych obiektywem o ogniskowej 14 mm, obejmującym około 60 stopni nieba, po obserwacje teleskopem o ogniskowej 2 m, dla którego pole widzenia wynosi około 0,3 stopnia.
Skyshot Solver kontra konkurencja
Według słów Adama Jesionkiewicza prace nad tą aplikacją webową trwały ponad rok. Jak wyjaśnia we wpisie opublikowanym na forum Cloudy Nights, chciał on stworzyć uniwersalny program, który poradzi sobie zarówno z szerokimi kadrami, jak i wąskimi polami widzenia, a przy tym do poprawnej pracy nie będzie wymagał ogromnej bazy danych. W tradycyjnych programach tego rodzaju poszukiwanie właściwej skali obrazu może znacząco wydłużać całą operację identyfikacji – tutaj problem ten rozwiązuje jednak sztuczna inteligencja.
Jednym z elementów Skyshot Solver jest bowiem niewielka sieć neuronowa, która pomaga zawęzić liczbę potencjalnych dopasowań. Zastosowany przez Jesionkiewicza model liczy zaledwie 32 tys. parametrów i według autora potrzebuje około mikrosekundy na pojedyncze wywołanie. Program napisano w języku Rust, a całość działa bez konieczności korzystania z osobnego środowiska.
Twórca zwraca też uwagę na weryfikację wyników. Każde dopasowanie przechodzi test statystyczny wykorzystujący setki gwiazd, a program na tym etapie odrzuca rozwiązanie, jeśli nie ma wystarczających podstaw, by uznać je za wiarygodne. Dlaczego jest to istotne? Autor wychodzi z założenia – skądinąd słusznego – że błędne przypisanie zdjęcia do fragmentu nieba może być bardziej kłopotliwe niż brak wyniku.
Nawet 610 razy szybciej niż astrometry.net
Jesionkiewicz opublikował również wyniki porównania swojego programu z innymi narzędziami: ASTAP, astrometry.net i tetra3rs. W ramach testu wykorzystał 91 obrazów, w tym 85 rzeczywistych i sześć syntetycznych. Ich pola widzenia mieściły się w zakresie od 0,38 do 20 stopni.
Wszystkie programy uruchamiano bez podpowiedzi dotyczących położenia i skali, a metadane obrazów usunięto. Pomiar obejmował cały proces: od uruchomienia programu i wczytania bazy danych po wykrycie gwiazd i obliczenie rozwiązania. Na 57 zdjęciach, które poprawnie zidentyfikowały Skyshot Solver, ASTAP i astrometry.net, program polskiego twórcy był 148 razy szybszy od ASTAP i 610 razy szybszy od astrometry.net (mowa o medianach, nie średniej).
Autor podaje też, że po uruchomieniu programu i załadowaniu potrzebnych danych, w działającym już procesie uzyskiwał czas od 14 do 21 milisekund od przetworzenia obrazu do wyznaczenia jego parametrów. Dlaczego jest to istotne? Tego rodzaju wydajność może się przydać w implementacji programu nie tylko w astronomii: taka szybkość otwiera perspektywę zastosowań wykraczających poza analizowanie gotowych fotografii w samej astronomii – soft ten może się również przydać np. w systemach rozszerzonej rzeczywistości czy nawet… w nawigacji bez GPS-a. Co swoją drogą jest dość zabawne, gdyż w ten sposób niejako historia odnajdywania poprawnej lokalizacji zatoczyłaby w pewnym sensie koło.
Jak wypróbować Skyshot Solver?
Z narzędzia można skorzystać już teraz za pośrednictwem strony skyshot.app. Wykrywanie gwiazd odbywa się lokalnie, na urządzeniu użytkownika, a na serwer wysyłana jest jedynie lista wykrytych „białych punktów”.
W ramach dema za darmo mamy miesięcznie do dyspozycji 20 identyfikacji anonimowo lub 100, jeśli podamy maila i – opcjonalnie – zapiszemy się do newslettera. Z ciekawości wrzuciłem kilka swoich zrobionych komórką zdjęć i muszę przyznać, że działanie Skyshot Solvera imponuje. Dostajemy tu nie tylko komplet informacji na temat widocznych na niebie gwiazd, ale i nazwy obiektów w zasięgu aparatu, a także m.in. opcję prostego eksportu mapy nieba do popularnych formatów, m.in. dostosowanych do Instagrama.
Musicie jednak pamiętać, że aplikacja – przynajmniej na razie – radzi sobie wyłącznie ze zdjęciami samego nieba. Jeśli w kadrze będą widoczne np. drzewa lub zabudowa na horyzoncie, to taką fotkę należy po prostu przyciąć, bo program najpewniej nie dokona poprawnej identyfikacji. U mnie w takich sytuacjach nagminnie wykrywał np. refleksy na gałęziach czy liściach jako obiekty głębokiego kosmosu.
Na koniec warto dodać, że autor zapowiada również wydanie całkowicie darmowej edycji dla społeczności astromaniaków, obejmującej aplikację desktopową oraz interfejs pozwalający integrować soft z innymi programami.
0 komentarzy